电控流体驱动装置的制作方法

专利名称：电控流体驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体驱动装置，特别是一种电控刚性角反馈流体驱动装置。
背景技术：
公知流体驱动装置的直动式比例阀，采用比例电磁铁或动圈式电驱动机构带动圆柱滑阀的阀芯作直线移动，通过流体传动推动阀套构成直线位移的刚性反馈所构成的电控流体驱动机械。其中用于流体控制的圆柱形滑合付上常采用单控制边或双控制边的结构形式，与零开口四边控制的阀结构相比具有小的压力系数Kpa和大的流量压力系数Kco，也即同样流量增益时，作功能力较低，因而影响了流体的驱动能力，使阀的灵敏度、抗污染能力不高。欲有高的灵敏度和抗污染能力，必然要加大阀的流量而使体积、重量增大，而使其动态品质下降。

发明内容
为解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种可用来取代传统圆柱滑合付工作的具有四控制边的平面滑合付的电控流体驱动装置；本发明的另一目的是提供一种与传统的比例电磁铁与动圈式电驱动机构完全不同的线圈绕在构成四工作磁隙的极性电磁结构的电控流体驱动装置，使其获得体积小、灵敏度高、抗污染能力强的品质。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种电控流刚性角反馈体驱动装置，其中该装置包括有电磁机构、传动机构及反馈机构构成，所述的电磁机构的转子固定在穿过盖板的轴孔的内轴上并和定位弹簧联在一起，与转子构成四工作磁隙的导磁体的支臂上绕有线圈，两个导磁体分别与永磁体的N极、S极相连，导磁体7与转子9使用软磁材料；所述的传动机构中采用与转子固联的内轴穿过盖板的轴孔与连杆固联在一起，绕内轴轴心转动的连杆上压装有内腔通高压的控制筒；所述刚性角反馈机构中与内轴同心的穿过底座的外轴与另一连杆固联在一起，该连杆压装有与控制筒同心的、形状与其相同的端面有槽口的外套；外套内压装有与外套槽口构成槽腔的内套；控制筒端面及与其相合的外套槽口所在连杆平面构成有四控制边机构的平面滑合付；所述反馈机构中的连杆上有使槽腔与相应活塞腔相通的内孔，连杆上的两个活塞腔内装有与之滑配合的顶在底座内腔壁上的活塞；平板形的盖板与有平底的内腔中装有叠在一起的两组连杆组件的底座通过螺钉连接。
所述电磁机构的转子与穿过盖板的轴孔的内轴固联在一起，与转子构成四工作磁隙的导磁体的支臂上绕有线圈，两个导磁体分别与永磁体的N极、S极相连。
所述与转子固联的内轴穿过盖板的轴孔与连杆固联在一起，绕内轴轴心转动的连杆上压装有内腔通高压的控制筒。
所述连杆压装有与控制筒同心且形状相同的端面开有槽口的外套，外套内压装有与外套槽口构成槽腔的内套，控制筒的端面及与其相合的外套槽口所在的连杆平面构成四控制边机构平面滑合付。
所述连杆上有使槽腔底部与相应的活塞腔相通的内孔，连杆上两个活塞腔内装有与之滑配合的顶在底座内腔壁上的活塞。
所述平板形的盖板与有平底的内腔装有叠在一起的两组连杆组件的底座，用螺钉联成一体。
所述组成槽腔的连杆、外套、内套壁面是局部贴合的弧面。
所述组成槽腔的连杆、外套、内套壁面是局部贴合的平面。
本发明的有益效果是采用本电控流体驱动装置可用来取代传统圆柱滑合付的具有四控制边的平面滑合付的流体驱动装置。与传统的比例电磁铁或动圈式电驱动机构完全不同的线圈绕在构成四工作磁隙的导磁体的支臂上，所构成的极性电磁结构，并通过轴带动流体驱动装置中控制筒的运动。可以构成各种比例阀、伺服阀、电磁阀，使其获得高品质、寿命长、造价低及易维护、抗污染等优点。


图1为电控流体驱动装置的主视图；图2为图1去掉底座的A-A剖视图；图3为电控流体驱动装置的电磁机构；图4为电控流体驱动装置去掉电磁机构的主视图；图5为图4的B-B剖视图。
图中1、控制筒2、连杆3、连杆4、活塞5、内轴6、线圈7、导磁体8、永磁体9、转子10、定位弹簧11、盖板 12、底座 13、外轴 14、内套 15、外套具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明如图1、2所示，本发明的电控流体驱动装置其结构包括有电磁机构、传动机构及反馈机构构成，电磁机构的转子9固定在穿过盖板11的轴孔的内轴5和定位弹簧10上(见图1，图3)，与转子9构成四工作磁隙的导磁体7的支臂上绕有线圈6，两个导磁体7分别与永磁体8的N极、S极相连；所述的传动机构中采用与转子9固联的内轴5穿过盖板11的轴孔与连杆2固联在一起，绕内轴5轴心转动的连杆2上压装有内腔通高压的控制筒1(见图2)；所述的刚性角反馈机构中与内轴5同心的穿过底座12的外轴13与连杆3固联在一起，连杆3压装有与控制筒1同心、的形状与其相同的端面有槽口的外套15；外套15内压装有与外套15槽口构成槽腔的内套14；控制筒1端面及与其相合的外套15槽口所在的连杆3平面构成有四控制边机构的平面滑合付；所述刚性角反馈机构中的连杆3上有使槽腔与相应活塞腔相通的内孔，连杆3上的两个活塞腔内装有与之滑配合的顶在底座12内腔壁上的活塞4；平板形的盖板11与有平底内腔的装有叠在一起的连杆2组件和连杆3组件的底座12通过螺钉连接。盖板11与底座12的联结定位保证内腔中传动机构连杆2组件的轴5与反馈机构连杆3组件的轴13同心，也保证了两组件叠加高度与内腔的高度相等，这使得两连杆组件之间的滑合付平面之间隙、以及连杆2上的控制筒1上端面与盖板11下面之间的间隙、以及连杆3组件上的外套15的下端面与底座12的底平面之间的间隙，均为零。由底座12通入控制筒1的高压腔Ps与控制筒1及外套15外围的低压腔P0被很好地隔离开，同时也使两连杆组件之间的平面四控制边的滑合付且有理想零间隙的工况，这是圆柱滑合付实际无法实现的理想工况。因为零位状态，也即线圈中的控制电流ΔI＝0时，传动连杆上控制筒1下端面正好零间隙的遮盖在反馈连杆3、外套15及内套14之间贴合成的槽腔的槽口上，槽口运动方向上的控制边与相应的控制筒1上的控制边在滑合付上零间隙线重合，根据流体控制理论可知这是最理想的控制工况。公知的圆柱滑阀由于间隙只能大于0，滑合付之间控制边由于位置尺寸难于加工得完全一致，以及共面度、垂直度等加工精度较低等原因，根本不可能达到理想的零位零间隙的重合。加上本发明较易采用四控制边结构，从流体力学可知，四控制边滑合付较一个或二个控制边的圆柱滑阀以及较喷嘴挡板型流体驱动机构的控制性能都高，这就是本发明以及采用本发明的各种伺服阀、比例阀、电磁阀获得较高的控制性能的保障，即如上述的具有高的灵敏度和抗污染能力、高的零位性能、高的控制品质等优点。
电磁机构的转子9与穿过盖板11的轴孔的内轴5固联在一起，与转子9构成四工作磁隙的导磁体7的支臂上绕有线圈6，两个导磁体7分别与永磁体8的N极、S极相连，导磁体7与转子9用软磁材料制成。
与转子9固联的内轴5穿过盖板11的轴孔与连杆2固联在一起，绕内轴5轴心转动的连杆3上压装有内腔通高压的控制筒1。在连杆3上有使槽腔底部与相应的活塞腔相通的内孔，连杆3上两个活塞腔内装有与之滑配合的顶在底座12内腔壁的活塞4。
连杆3压装有与控制筒1同心且形状相同的端面开有槽口的外套15；外套15内压装有与外套15槽口构成槽腔的内套14；控制筒1的端面及与其相合的外套15槽口所在的连杆3平面构成四控制边机构平面滑合付。本实施方案中所组成槽腔的连杆3、外套15、内套14壁面是局部贴合的平面，如图5所示，也可以是弧面。
如图3、4、5所示，内轴5穿过盖板11将转子9与连杆2连在一起，并与固定在盖板11上的定位弹簧10固联，固定在盖板11上，支臂绕有线圈6的两个导磁体7分别与永磁体的N极、S极相连。导磁体7与转子9为导磁材料，永磁体为充磁的硬磁材料。零位时转子9与导磁体7支臂的四个工作磁隙的长度均为Φg，永磁体的磁势为HL，磁隙的面积为Ag，根据电磁学原理可知永磁体在工作磁隙中产生的固定磁通为Φg＝HL/2Ag同理，线圈(匝数为N1)通有ΔI电流时，在工作磁隙中产生的磁通为Φc＝N1ΔI/2Ag当Φc如图3所示的方向时，作用在转子上的电磁力矩与定位弹簧10产生的变形力矩相平衡，这时，转子9绕内轴5轴心转过∠a1，且∠a1＝KΔI(K为电磁吸力系数)当压在连杆2上的控制筒1随连杆2转过∠a1角时，控制筒1中心点产生的位移为X1(见图1)，零位时遮盖在外套15与连杆3及内套14组合成两个槽腔的槽口上的控制筒因有X1的位移而形成一个与Ps高压腔相通，一个与低压腔P0相通的开口，这时由连杆3的内孔将活塞腔与外套15上的槽腔相连通的P1腔压力升高，而另一个P2腔压力下降，如图1、2所示，这时连杆3在两活塞腔的压力作用力为F＝(P1-P2)APAP——活塞腔截面积F——作用在活塞腔中心点的流体产生的力因F力使连杆3的转角∠a2与连杆2的转角∠a1方向相同(见图5)，当∠a2＝∠a1时，控制筒1端面将外套15露在滑合付表面的方孔正好盖住，这时推动连杆3的力F＝0，这时连杆3与压在连杆3上的外轴13停止转动，其从零位转过的角度为∠a2＝KΔI，即用输入电流ΔI经过流体驱动可实现对连杆3的转角位移的比例控制，完成电控流体驱动连杆3运动的功能。
权利要求
1.一种电控流体驱动装置，其特征是该装置包括有电磁机构、传动机构及反馈机构构成，所述的电磁机构的转子(9)固定在穿过盖板(11)的轴孔的内轴(5)和定位弹簧(10)上，与转子(9)构成四工作磁隙的导磁体(7)的支臂上绕有线圈(6)，两个导磁体(7)分别与永磁体(8)的N极、S极相连；所述的传动机构中采用与转子(9)固联的内轴(5)穿过盖板(11)的轴孔与连杆(2)固联在一起，绕内轴(5)轴心转动的连杆(2)上压装有内腔通高压的控制筒(1)；所述反馈机构中与内轴(5)同心的穿过底座(12)的外轴(13)与连杆(3)固联在一起，连杆(3)压装有与控制筒(1)同心的形状与其相同的端面有槽口的外套(15)；外套(15)内压装有与外套(15)槽口构成槽腔的内套(14)；控制筒(1)端面与外套(15)槽口所在的连杆(3)的平面构成有四控制边机构的平面滑合付；所述反馈机构中的连杆(3)上有使槽腔与相应活塞腔相通的内孔，连杆(3)上的两个活塞腔内装有与之滑配合的顶在底座(12)内腔壁上的活塞(4)；平板形的盖板(11)与有平底内腔的装有叠在一起的连杆(2)组件和连杆(3)组件的底座(12)通过螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的电控流体驱动装置，其特征是电磁机构的转子(9)与穿过盖板(11)的轴孔的内轴(5)固联在一起，与转子(9)构成四工作磁隙的导磁体(7)的支臂上绕有线圈(6)，两个导磁体(7)分别与永磁体(8)的N极、S极相连。导磁体(7)与转子(9)为软磁材料。
3.根据权利要求1所述的电控流体驱动装置，其特征是与转子(9)固联的内轴(5)穿过盖板(11)的轴孔与连杆(2)固联在一起，绕内轴(5)轴心转动的连杆(2)上压装有内腔通高压的控制筒(1)。
4.根据权利要求1所述的电控流体驱动装置，其特征是连杆(3)压装有与控制筒(1)同心且形状相同的端面开有槽口的外套(15)；外套(15)内压装有与外套(15)槽口构成槽腔的内套(14)；控制筒(1)的端面及与其相合的外套(15)槽口所在的连杆(3)的平面构成四控制边机构平面滑合付。
5.根据权利要求1所述的电控流体驱动装置，其特征是连杆(3)上有使槽腔底部与相应的活塞腔相通的内孔，连杆(3)上两个活塞腔内装有与之滑配合的顶在底座(12)内腔壁上的活塞(4)。
6.根据权利要求1所述的电控流体驱动装置，其特征是平板形的盖板(11)与有平底的内腔装有叠在一起的连杆(2)组件和连杆(3)组件的底座(12)，用螺钉联成一体。
7.根据权利要求1、4所述的电控流体驱动装置，其特征是所述组成槽腔的连杆(3)、外套(15)、内套(14)壁面是局部贴合的弧面。
8.根据权利要求1、4所述的电控流体驱动装置，其特征是所述组成槽腔的连杆(3)、外套(15)、内套(14)壁面是局部贴合的平面。
全文摘要
本发明提供一种电控流体驱动装置，包括有电磁机构、传动机构及反馈机构，电磁机构的转子固定在穿过盖板的轴孔的内轴和定位弹簧上，与转子构成四工作磁隙的导磁体的支臂上绕有线圈，并与永磁体相连；采用与转子固联的内轴穿过盖板的轴孔与连杆固联在一起，绕内轴轴心转动的连杆上压装有内腔通高压的控制筒；连杆压装有与控制筒同心的端面有槽口的外套，控制筒与外套槽口所在的连杆相合的平面构成有四控制边机构的平面滑合付。有益效果是该装置具有可取代传统圆柱滑合付工作的具有四控制边的平面滑合付，可构成各种比例阀、伺服阀、电磁阀，使其获得高品质、寿命长、造价低及易维护、抗污染等优点。
文档编号F15B15/02GK1651773SQ20041002034
公开日2005年8月10日 申请日期2004年8月24日 优先权日2004年8月24日
发明者王普义 申请人:王普义